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新型石墨烯/镍钴金属氧化物复合材料的可控制备及其超级电容性能研究
成果信息
立项支持
  • 公布年份:
    2016
  • 中图分类:
    TM53
  • 关键词:
  • 成果简介:
    超级电容器是一种新型的储能器件,具有优良的脉冲充放电性能和快速充放电性能,具有超高的功率密度,且循环寿命长、相对安全,有望为风能、太阳能等可再生能源的大规模使用铺平道路。然而超级电容器的能量密度较低,有待于进一步提高。将石墨烯纳米片与金属氧化物进行复合来提高彼此的电化学电容性能,也已经成为超级电容器电极材料研究与开发的一个新趋势 该项目针对超级电容器存在的能量密度较低的问题,提出材料纳米化和复合储能新思路,利用化学氧化剥离和共沉淀技术,制备具有高比容量、良好导电性、优良动力学性能以及长循环寿命的石墨烯/纳米花状金属氧化物复合材料;阐明所得复合材料的组分配比、微观形貌、比表面积、孔体积及孔径分布、导电性等对石墨烯/纳米花状金属氧化物复合材料超级电容性能的影响,从微观层面揭示其电化学电容作用机理以及石墨烯与金属氧化物二相之间电容性能的协同效应和增强机制。 该项目已开发出若干项超级电容器用电极材料的制备技术,转化后将取得可观经济效益。例如,通过中试级生产试验,最终开发出高能量密度和功率密度的电容器,比市面同等类型电容器性能提高10%以上,并且降低成本2%左右,能够充分利用现有闲置土地,安排100余人就业,增加地方财政收入,并且同时拉动周边的运输等行业,社会效益明显。高性能石墨烯材料和氧化物石墨烯纳米复合材料的附加值高,还可用于镍氢、锂离子电池等产业。该项目完成后所获得的关键制备技术可很好的满足市场对高性能动力电池产品的需求,有望在电动自行车、城市公交车、军工设备和智能电网等领域发挥重要作用,甚至可以完全取代电池,制造一个battery-free世界,为甘肃省在超级电容器市场站得一席之地,产生巨大的经济效益。
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